FLUXPYR Global Change in the Pyrenees

www.fluxpyr.eu

Fabrice Gouriveau (fabrice.gouriveau@ctfc.es)

Grupo de Ecología Funcional y Cambio Global (ECOFUN)Centre Tecnològic Forestal de Catalunya (CTFC)

Semana de la Geomática, Barcelona, 16 de marzo del 2011

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1) Fabrice Gouriveau (CTFC): Presentación del Proyecto FLUXPYR: socios, metodología, estudios ecosistémicos, atmosféricos y satelitales (30 min) + preguntas (10 min)

2) Roger Curcoll (IC3): Actividades de medida del CO2 atmosférico en el Pirineo Oriental. Una integración dentro de FLUXPYR (30 min) + preguntas (10 min)

3) Paula Fortuny (IG): Actividades de teledetección del IG-ICTJA + preguntas (10 min)

4) Conclusiones y fin de la sesión

CONTENIDO DE LA SESIÓN (15h30 – 17h30)

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1) Presentación del Proyecto FLUXPYR

2) El contexto: cambio global (clima y uso del suelo)

3) Objetivos y Preguntas científicas

4) Estudios ecosistémicos (instrumentos + productos)

5) Estudios atmosféricos

6) Teledetección

7) Conclusiones – los retos y el futuro de FLUXPYR

CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN

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FLUXPYR: red transfronteriza para la determinación y la gestión de los flujos y

reservas de agua, carbono y energía en ecosistemas agrícolas y pastorales de

los Pirineos, en un contexto de cambio climático y de uso del suelo.

INTERREG IV-A, Programa Poctefa

Duración: 2009 – 2012 (3 años)

Coordinador: CTFC (Maria Teresa Sebastià)

11 socios de España, Francia y Andorra + 6 colaboradores – c. 50 investigadores

Presupuesto total: 2,2 M. euros

Cofinanciado por: UE-FEDER, Generalitat de Catalunya, Conseil Régional de Midi-

Pyrénées + Ministerios franceses, CNRS, INSU, etc.

FLUXPYR – QUÉ ES?

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LOS SOCIOS Y SU PAPEL

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UPS - LATransportes físico-químicos

regionales, procesos atmosféricos y detección remota

IGGeomática para adquisición y procesamiento geométrico de imágenes aéreas a baja altura

UTM - GEODEDinámicas espacio-temporales de vegetación, ecología del paisaje,

factores socio-económicos

CNRS - GAMEModelización meteorológica,

computación de alto rendimiento y detección remota

IC3Transporte Regional de CO2 a través

de plataformas de aviones y metodologías continuas

UPCTecnologías de instrumentación,

procesamiento de señales y modelización micrometeorológica

ENFAAnálisis de paisajes de montaña,

procesos geográficos, actores socio-económicos

CENMAModelos climáticos, gestión de pastos,

productividad de ecosistemas

UPS - CESBIOModelización de los ciclos del agua y el carbono y de la productividad

ecosistémica, con el uso de satélites y torres micrometeorológicas

ICTJA-CSICObservación de la Tierra,

vegetación y fenología

CTFC (Coordinador del Proyecto)

Productividad de ecosistemas, biodiversidad y secuestro de carbono en ecosistemas de

montaña

UPNAGestión de pastos, productividad de

ecosistemas, ciclos de nitrógeno y carbono

FLUXPYR

Comité asesorAPEM, ARPE, CEFE, IPE, OCCC, ETH

CONTEXTO - CAMBIO GLOBAL

Cambio climático

Cambios en los patrones de temperatura, precipitación, frecuencia/intensidad de eventos extremos, nivel del mar, cobertura de nieve y hielo, etc. (IPCC, 2007)

→ Impactos ecológicos: p.e. fauna-flora, productividad, bienes y serviciosecosistémicos.

→ Impactos socio-económicos: prácticas agro-silvo-pastorales, turismo, potencialhidroeléctrico, etc.

= cambios atmosféricos, climáticos, de uso del suelo, sociológicos, económicos, etc.

Fenómeno global - pero repercusiones regionales/locales: afecta a todos!

Ecosistemas de montaña = sensibles y los primeros impactados por el CC

→ sitios experimentales, observatorios, sistemas de detección temprana

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EL CAMBIO CLIMÁTICO EN LOS PIRINEOS

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• Calentamiento más marcado en el suroeste de Francia y el macizo de los Pirineos: +1,1°C

desde 1900 (Météo France/ ONERC, 2007)

• Subida de las especies vegetales de 3 m por año entre 1971 y 1993 - c. 64 m para los

espacios forestales (INRA, 2008)

• Anticipación de las vendimias de c. 15 días en Banyuls, Pirineos Orientales (ARPE, 2009)

• Reducción del número de días de nieve en el suelo entre 1971 y 2008: 10 días para una

nieve de más de 0 cm y 15 días para una nieve de más de 30 cm (DDE 09, 2008)

• Reducción de la superficie de los glaciares desde 1850: 85% para glaciares franceses y

65% para los españoles (Asociación Moraine, 2009)

→ Caracterizar y cuantificar los flujos y reservas de H2O, carbono (C),nitrógeno (N), energía en agroecosistemas de montaña

→ Identificar los sumideros y las fuentes de C y explicar la influencia delos factores ambientales (p.e. clima) y humanos (gestión), y lasretroacciones entre ecosistemas y clima.

→ Ayudar a diseñar e implementar estrategias y políticas de mitigacióny adaptación sostenibles y dinámicas.

FLUXPYR: evaluar y gestionar los impactos de los cambios climáticos y de uso del suelo sobre los agroecosistemas de los Pirineos

OBJETIVO GENERAL

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Redes-Proyectos ya existentes:

GHG-EUROPE, CARBOextreme,

ICOS, IMECC, EUROFLUX, CIRSE,

CARBOEUROPE-IP, CARBOMONT,

CARBOITALY, etc.

FLUXNET, GTOS, IGCO, GEOMON,

CARBONES, COCOS, GCP, ASIAFLUX,

AMERIFLUX, CHINAFLUX, KOFLUX,

CARBOAFRICA, etc.

FLUXPYR: primera red cubriendo ambos lados de los Pirineos9

CUÁLES SON LOS OBJETIVOS DE FLUXPYR ?

1. Crear una red de infraestructuras y expertos multidisciplinarios para evaluar

y gestionar los impactos del CC en los Pirineos (p.e. flujos y reservas de agua

y C, cobertura del suelo, nieve).

2. Intercambiar conocimientos, datos y experiencia, y formar investigadores,

técnicos y estudiantes.

3. Combinar mediciones de flujos, datos meteorológicos, teledetección y

modelización para producir balances de C, mapas de reservas de C del

suelo, cobertura o humedad del suelo, nieve, escenarios climáticos, etc.

4. Contribuir a las estrategias de mitigación y adaptación al CC, y aconsejar a

los actores locales para el uso sostenible de los recursos naturales.

5. Sensibilizar a la sociedad acerca de las causas y consecuencias del cambio

climático y las maneras de enfrentarse a él.10

METODOLOGÍA

Flujos

Reservas y Funciones

Integración

Estudios satellitales

Estudios atmosféricos

Estudios ecosistémicos

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LOS 5 GRUPOS DE TRABAJO

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EL ÁREA DE ESTUDIO

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ESTACIONES FLUXPYR

NOMBRE DEL SITIO COORDENADAS ELEVACIÓN EQUIPO Y MEDIDAS PRINCIPIOINSTITUCIÓN

AL CARGOPROYECTOS

AURADÉ(Francia)

43° 54’ 97” N01° 06’ 22” E

243 m asl. Màstil Eddy Cov. (EC) + meteo 2005 CESBIOCarboEurope IP

IflozCarboFrance

FLUXPYRGHG EuropeICOS, Vulnoz

MicMac

LAMASQUÈRE(Francia)

43° 29’ 48” N1° 14’ 15” E

181 m asl. Màstil EC + meteo 2005 CESBIO

TOUGET(Francia)

43° 40’ 13” N0° 55’ 29” E

155 m asl. Màstil EC + meteo 2010 CESBIO

LANNEMEZAN(Francia)

43°07’40” N0°21’55” E

590 m asl.Màstil EC + meteo

+ Torre alta2010 LA, CESBIO FLUXPYR

HAUT-VICDESSOS

(Francia)Ariège ?

2 estaciones hidrométricas +

meteo2010 GEODE

FLUXPYR

MODHYC-OHM

LA MUELA(España)

41°13’50” N 1°15’00” E

611 m asl. Torre alta + meteo. 2004 IC3CarboEurope

FLUXPYR

VIELHA(España)

42° 37’ 17” N0° 45’ 57” E

1630 m asl. Sensor CO2 + meteo. 2010 CRAMCarboEurope

FLUXPYR

PLA DE RIART(España)

42° 03’ 8” N1°30’48” E

1003 m asl. Màstil EC + meteo May 2010 CTFC – UPC FLUXPYR

LA BERTOLINA(España)

1300 m Màstil EC + meteo 2011 CTFC, UPC FLUXPYR

CASTELLAR DE N’ HUG (España)

2000 m asl. Màstil EC + meteo 2011 CTFC, UPC FLUXPYR

SITIOS ASOCIADOS

CASTELLNOU D’OSSO(España)

41°45’53” N1°08’35” E

355 m asl. Lisímetros, GEI, etc. 2009 CTFCOPS

FLUXPYR14

HAUT-VICDESSOS (Ariège)

Estaciones hidrométricas para el estudio de los flujos hídricos (p.e. Vicdessos – Ariège, laboratorio GEODE)

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ESTUDIOS ECOSISTÉMICOS

Lamasquère, Francia(estación micrometeorológica)

Lannemezan, France

Estaciones micrometeorológicas para el estudio de los flujos de CO2, energía, vapor de H2O, GEI (CESBIO, LA, CTFC, UPC, IC3, etc.)

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Analizador infrarrojo de CO2 y H2O

Anemómetro sónico tridimensional: velocidad

dirección del viento

Sensores enterrados: humedad, temperatura y flujo de calor en el suelo

Registrador de datos meteorológicos

Sensores temperatura y humedad relativa aire

Paneles solares

Pluviómetro: precipitación

Radiómetro: radiaciones del sol y del cielo, y emitidas por el cultivo y suelo

Registrador de datos de flujos

Sensor de PAR: radiación útil para fotosíntesis

Anemómetro sónico bidimensional: velocidad y

dirección viento

PararrayosEstación micrometeorológica

FLUXPYR del Pla de Riart, España

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Humedad del suelo

Temperatura del sueloFlujo de calor

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Estudios complementarios - respiración y fotosíntesis

CIRAS 2

Li-6400

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Muestreo de vegetación - biomasa aérea/subterránea + grupos funcionales

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QUÉ HACEMOS CON LOS DATOS DE FLUJO ?

Seguimiento de la absorción y emisión de CO2 en dos campos agrícolas en Francia (Béziat et al., CESBIO) 21

Ejemplo de Balance de Carbono y Gases de Efecto Invernadero (GEI)

(CESBIO, 2010)22

Inputs

Outputs

CTFC - Jonathan Sanchez, 2010

SIG para espacialización del carbono en el suelo de los Pirineos catalanes (modelo empírico - clima, topografía, etc.) (MT Sebastià)

Perfiles de CO2 a diferentes alturas (IC3)

Datos regionales en continuo de CO2

atmosférico de la torre alta de La Muela (IC3)

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ESTUDIOS ATMOSFÉRICOS

Centre de Recerca d’Alta Muntanya de la UB (CRAM): Sensor de CO2 en continuo (corregido por P y Hum.).

Datos en tiempo real: http://www.carboschools.cat/cram/cram-vielha-dades.asp

Sistema portátil -botellas presurizadas para muestras discretas de aire

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Imágenes satelitales

LANDSAT, MODIS, SPOT, Pleiades, FORMOSAT, Radar: ENVISAT, TerraSAR-X

• Series temporales de imágenes de resolución gruesa (escala continental).

• Imágenes multi-temporales de media-resolución (escala regional).

FLUXPYR utiliza la teledetección como una herramienta para:

• Caracterizar las estructuras geográficas y las dinámicas de los ecosistemas.

• Hacer un escalamiento (“upscaling”) de los flujos de CO2: de cultivo/pastura a paisaje; de paisaje a continente.

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ESTUDIOS SATELITALES

Imágenes satelitales (Formosat – IRcercano – “false-colour”) ilustrando la evolución de la

actividad fotosintética de la vegetación (rojo) en una zona agrícola cerca de Toulouse (CESBIO)

NDVI (Índice de vegetación de diferencia normalizada) = (IRCerc – Rojo) / (IRCerc + Rojo)

-1: agua 0- +0,1: suelo desnudo/nieve +0,3: pasturas +1: bosques 27

Cobertura de nieve (CESBIO)

Mapa de cobertura del suelo (CESBIO)

40%

2%

Humedad del suelo – Datos TerraSAR-X (Baup, CESBIO)

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Sensores aerotransportados (escala de paisaje y regional)(IG / ICTJA-CSIC)

• Imágenes multiespectrales e hiperespectrales• Cámaras RGBN (“Red Green Blue - Normal”): color + geometría• Cámaras IRcerc. + IMU (“Inertial Measurement Unit”)• GPS geodésico

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Sensores en vehículo aéreo no tripulado, (UAV, “Unmanned Aerial Vehicle”) (baja altura - escala de paisaje)

• Cámaras CIR (“Colour Infrared” = IRcercano – reflejado por la superficie)• Cámaras termales• GPS no geodésico

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Sistema “mini-UAV” para Imágenes IRcercano – baja altitud

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Imágenes IRcercano capturadas desde UAV

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Imágenes IRcercano – baja altitud

Tecnología abordable: económicamente posible producir series de datos

Pero…

• Inestabilidad de plataforma → se requiere mejorar el procesamiento geométrico

• Resultados conflictivos del procesamiento de los colores→ se requiere mejorar el procesamiento IRcercano

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Imágenes IRcercano baja altitud: Castellar de N’Hug

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Foto: Dani Ventura

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SDIM0173: 213m agl 9.85cm 242m x 173m 36

SDIM0173: 213m agl 9.85cm 242m x 173m 37

Sistemas de teledetección potenciales para FLUXPYR(Instituto Cartográfico de Catalunya, ICC):

DMC

(Digital MetricCamera)

RGBN

CASI-2

(Compact AirborneSpectrographic Imager)

405 - 950 nm

TASI

(Thermal AirborneSpectrographic Imager )

8 – 11.5 µm

(32 bands mapping sensor)

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FLUXPYR fomenta:

Creación de una macroinfraestructura que permite observaciones cubriendouna zona más amplia de los Pirineos (gradiente altitudinal/gestión).

Estructuración de una red sólida de expertos en cambio climático, ecología yteledetección, empleando técnicas innovadoras, compartiendo experiencia ydatos, y formando nuevos expertos.

Creación y difusión de tecnologías, protocolos, bases de datos, modelosinnovadores.

Elaboración de mapas predictivos: uso y cobertura del suelo, carbono delsuelo, cobertura de nieve, etc.

Implementación de prácticas y políticas agro-ambientales sostenibles paramitigar y adaptarse al cambio climático.

CONCLUSIÓN

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LOS RETOS

Proyecto corto: requiere tiempo para instalación, creación de ladinámica, colección de datos, análisis, etc.

Múltiples socios: diferentes objetivos y prioridades

→ promover la colaboración, sobrepasar los intereses individuales,compartir datos y conocimientos, y asegurar la continuidad deFLUXPYR.

Presupuesto: limitado en el tiempo; recortado inicialmente.

→ necesidad de buscar fondos para perennizar la red y mantener lasinfraestructuras, recoger y analizar los datos, mantener la web ydar acceso a los datos, productos y conclusiones.

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Más información en la web www.fluxpyr.eu

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CONTACTOS

Coordinadora: Maria-Teresa SEBASTIÀ(teresa.sebastia@ctfc.cat)

Gestor: Fabrice GOURIVEAU (fabrice.gouriveau@ctfc.es)

Centre Tecnològic Forestal de Catalunya (CTFC)C/ St Llorenç de Morunys, 25280 Solsona, Spain

Tel. (0034) 973 48 17 52 (ext. 217) ; Fax. (0034) 973 48 04 31

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Cofinanciadores

Socios

Comité asesor y colaboradores

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Gracias por su atención!

Preguntas?

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